Question

16．为了测定铁铜合金的组成，将7.6g铁、铜合金加入100mL某浓度的稀硝酸中，待合金完全溶解后，共收集到NO气体2.24L（标准状况下），并测得溶液中H⁺的浓度为0.5mol•L^-1．若反应前后溶液的体积变化忽略不计，则下列判断正确的是（　　）

• A． 上述反应中金属共失去电子0.1 mol
• B． 合金中，铜的质量为2.8 g
• C． 原硝酸的浓度：c（HNO₃）=4.5 mol•L^-1
• D． 要使溶液中的金属离子完全沉淀，需加5 mol•L^-1的NaOH溶液60 mL

Answer 1

分析 n（NO）=$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，则转移电子为0.1mol×（5-2）=0.3mol，反应后溶液中的c（H⁺）=0.5mol/L，则反应后剩余n（HNO₃）=0.5mol/L×0.1L=0.05mol，设合金中Cu为xmol，Fe为ymol，由电子守恒可知：2x+3y=0.3mol，由合金的质量可知：64x+56y=7.6，解得x=0.075mol，y=0.05mol，结合选项分析．

解答 解：n（NO）=$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，则转移电子为0.1mol×（5-2）=0.3mol，反应后溶液中的c（H⁺）=0.5mol/L，则反应后剩余n（HNO₃）=0.5mol/L×0.1L=0.05mol，设合金中Cu为xmol，Fe为ymol，由电子守恒可知：2x+3y=0.3mol，由合金的质量可知：64x+56y=7.6，解得x=0.075mol，y=0.05mol，
A．由分析可知，金属共失去电子0.3 mol，故A错误；
B．合金中，铜的质量为0.075mol×64=4.8 g，故B错误；
C．反应生成Cu（NO₃）₂、Fe（NO₃）₃和NO，以及剩余的硝酸，根据氮原子守恒可知，n（HNO₃）=0.075×2+0.05×3+0.1+0.05=0.45mol，则c（HNO₃）=$\frac{n}{V}$=$\frac{0.45mol}{0.1L}$=4.5mol/L，故C正确；
D．要使溶液中的金属离子完全沉淀，溶液中的溶质为NaNO₃，n（NaNO₃）=n（NaOH）=0.075×2+0.05×3+0.05=0.35mol，V=$\frac{n}{c}$=$\frac{0.35mol}{5mol/L}$=0.07L=70mL，故D错误．
故选C．

点评 本题主要考查混合物有关计算，涉及铁铜与硝酸反应、生成的盐与氢氧化钠反应，侧重于学生的得失电子守恒、质量守恒等综合运用和解决复杂问题的能力的考查，是一道考查能力的好题，难度中等．